浅析智能化校园的设计

2022-09-11

智能化校园是信息时代的产物。智能化校园是将建筑物中用于综合布线、计算机系统、闭路电视等的各种相关网络中所有分离的设备及其功能信息, 有机地组合成一个既相互关联又统一协调的整体, 各种硬件与软件资源被优化组合成一个能满足需要的完整体系, 从而达到资源的共享。

本文主要从校园建筑群综合布线、计算机网络子系统、闭路电视及双向控制教学子系统、安全防范系统、校园公共广播及背景音乐子系统、校园“一卡通”系统这几个部分来阐述。

1 智能化校园的目标

实施智能化校园工程的核心目标是充分利用信息技术, 建立多层次、创新型、开放式的高等学校, 提高办学的质量和效益。要以新的人才观、教学观和管理理论为指导, 超越传统的高等教育模式, 培养适应信息社会要求的创新型人才。具体来说。

在教学方面, 利用多媒体、网络技术实现高质量教学资源、信息资源和智力资源的共享与传播, 并同时促进高水平的师生互动型的学习, 从而形成开放、高效的教学模式, 培养学生的信息素养以及问题解决能力和创新能力。在科研方面, 利用互联网促进科研资源和设备的共享, 加快科研信息传播, 开展网上合作研究, 并且利用网络促进最新科研成果向教学领域的转化, 以及科研成果的产业化和市场化, 从而大大提高科研的创新水平和辐射力。在管理方面, 利用信息技术实现职能信息管理的自动化, 实现上下级部门之间更迅速便捷的沟通, 实现不同职能部门之间的数据共享与协调, 形成充满活力的管理机制。

在公共服务方面, 要建立覆盖教学、管理、生活等各个区域的宽带高速网络环境, 提供面向全体师生的基本网络服务和软件服务;要建设高质量的数字化的图书馆, 建立电子身份及其认证系统, 从而为学校高水平的教学、科研和管理等提供强有力的支撑。在社区服务方面, 要适应后勤社会化改革的需要开展各种网络化服务项目, 为师生员工提供便捷、高效、健康的生活和休闲娱乐服务, 形成智能型的社区服务体系。

2 智能化校园的重要组成部分

2.1 综合布线与计算机网络子系统

综合布线系统是根据语音、数据、视频和控制等不同信号的要求和特点, 用通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统。综合布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络, 包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连接点与工作区的语音或数据终端之间的所有电缆及相关联的布线部件, 它能使语音和数据通信设备、以及其它信息管理系统彼此相连接。

综合布线系统主要用于计算机网络和语音通信。在智能化校园的设计过程中, 以布线系统为三层分布式拓扑结构为例, 采用六芯室外光纤作为校园内楼宇间数据主干传输通道;楼内垂直数据主干传输通道采用四芯室内光纤;语音主干采用三类大对数电缆作为传输介质, 楼内水平传输介质采用增强型超五类非屏蔽双绞线;设备间及分配线间采用机柜式光纤接线箱支持光纤主干端接及与光纤跳线的耦合。

2.2 计算机网络系统

计算机网络系统包括以下几个子系统:网络子系统、服务器子系统、广域网子系统和UPS子系统, 其中网络子系统是整个系统的关键。

服务器子系统是基于Internet和Intranet开发的通讯服务系统。该系统包括学校主页、电子邮件、电子公告等几部分, 为学校提供全面的通讯服务。

广域网子系统是在学校管理领域, 引入计算机管理系统, 提高管理效率和质量, 是学校进行现代化、标准化建设的必然趋势。创立虚拟的网络电子资源室, 提供给校园网用户最快、最好、最简单、最实用、最方便的资源搜索、阅览、交流方式。针对图书馆的业务范围及特点, 全面实现对图书馆的采购、编目、检索、统计和流通等业务的计算机管理系统。提高图书馆的管理效率及服务质量, 从而使图书馆管理水平跃上一个新的台阶。

2.3 电视及双向控制教学子系统

双向控制电视教学系统是一套全自动的电化教学系统。早期的闭路电视教学系统是单向的, 削弱了闭路电视系统的功能, 影响了教学实际效果。双向控制电视教学控制系统集各种播放设备系统于一体, 综合闭路电视系统、监控系统、多媒体网络控制系统、有线对讲系统的优点, 采用双向控制方式实现交互式电化辅助教学。

双向控制电视教学系统由中心控制室和教室单元两大部分组成, 教室与控制中心的双向控制采用数据总线方式, 以有线电视分配网络系统作为射频信号的传输平台, 采用550MHz的闭路电视图像、声音的传输媒体, 将中心控制室发出的声音、图像等信号送往各相关教室, 同时中心控制室也接受教室单元发出的控制命令。中心控制室集中了矩阵切换控制主机、双向控制主机系统、多媒体计算机、视频显示系统、闭路电视调制系统和系列播放设备。控制中心具有控制教室终端设备、控制播放多媒体计算机系统、控制矩阵切换系统及其它中心教学设备的功能, 与教室终端实现对讲、提供遥控“学习”界面。教室单元由电视机、摄像机、教室终端控制器、遥控器等组成。教学终端通过终端控制器及遥控器, 与控制中心实现双向对讲、控制中心播放设备和M系列矩阵切换系统。

2.4 安全防范系统

安全防范系统包括电视监控系统 (CCTV) 和防盗报警系统, 主要由前端摄像制备和报警设备、监控终端、安防中心和视频输线路组成。前端把现场发生的情况通传输线路传送到监控终端, 通过报警系统监视并录取现场情况, 平时可对进入综合教学楼和图书馆办公室。夜间和节日在无人出入综全教学楼和图书馆办公楼的时候, 报警设备和摄像设备进入警戒状态, 一旦有人侵入重点场所和重点部位, 报警信号传至安防中心, 报警控制主机发出报警声, 同时在报警监视器上显示报警的位置, 值班人员可以能过手动切换至该楼层的摄像机, 观察实地情况。

电视监控系统由前端设备、中央控制设备、录像设备和显示设备组成。前端设备主要有摄像机、镜头、全方位云台、解码器及安装支架, 防尘罩等。监控中心控制系统采用矩阵控制切换主机, 通过键盘对系统进行编程控制, 主要有: (1) 集中菜单式编程指令、 (2) 键盘口令进入、 (3) 系统分区控制、 (4) 分组同步切换、 (5) 万能时序切换、 (6) 定时自动切换、 (7) 摄像机字符叠加、 (8) 数据储存等特点和功能。

电视监控摄像系统主要安装在教室、多功能会议室、图书馆、计算机房、校园门口等部位, 产生的图像实时传输到中央控制室, 中控室工作人员利用双向控制系统中的音、视频矩阵切换系统进行图像切换和跟踪监视。有关部门的管理人员也可通过分控键盘, 对教室、多功能会议室、图书馆、计算机房、校园门口等部位查看, 以便于了解教学及学校管理情况。分控中心设在校办公室或院办公室, 领导可以通过分控中心任意调用图像并控制云台变焦动作。作为管理和了解院内外情况的辅助手段。使领导不出办公室就可以了解各重点部位的情况。

防盗报警系统由探测器、区域控制器和报警控制中心的计算机三个部分组成, 如图1所示。

安防中心是整个安全防范系统的神经中枢, 它不允许非值班人员随意进入而且一旦有重大案件发生时, 首先遭袭击的便是安防中心的工作人员, 因此在安防中心的门口安装可视对讲系统。如有人欲进入安防中心, 必先按门铃通知值班人员在室内观察, 经确认后, 按开关, 门即自动打开。这样既保证了值班人员的生命安全, 也避免了外界不必要的干扰。

2.5 校园公共广播及背景音乐子系统

针对学校特点采用通用和专用、集中和分散相结合, 对校园、教室、广场、宿舍采用通用型具有分区功能的广播方式;对运动场、体育馆、大会议厅采用专用音响系统, 运动场部分兼有校园公共广播功能。

对校园公共广播部分, 采用国内成熟产品, 校园广播系统平时可作为英语听力播音、音乐打铃、课间背景音乐欣赏、自动广播等使用。校园如要播放通知时, 播音人员可通过话筒, 切换背景音乐, 此时系统处于语言广播状态, 能够发布通知;当遇消防紧急报警时, 系统可自动切换纳入校园消防广播状态, 配合作紧急广播用。操场音箱平时有一部分作为校园公共广播用, 当学校举行运动会时, 所有操场音箱均作为专业会场广播用。对专业音响广播部分, 满足特殊的音响要求采用进口产品。

校园智能数字寻址广播系统是NTW多媒体综合教学网的一个可扩充子系统。该系统利用双绞线传输。在主机控制下, 实现对广播节目播出的智能化管理, 如:按预排节目表自动广播, 选择全部、部分或特定教室进行定向分组广播等, 突破了传统有线广播只能对全部教室进行公共广播的局限。此外在抗干扰、高保真度方面优于普通的音频处理技术, 因此传输与播送的音响效果可达C D音质、明显优于传统的有线广播。其分组广播的功能使该系统特别适用于在同一时间按不同需求对不同对象群体进行任意分组广播, 如在同一时间进行不同级别的外语听力考试等。

2.6 校园“一卡通”系统

校园一卡通就是利用智能卡识别技术, 计算机通讯及网络技术, 按照各职能部门的应用功能, 建立一套校园“一卡通”计算机信息管理网络。教师、学生只要使用I C卡就在校园中能够自动完成一系列与其身份相关的活动, 如注册、借/还书、上机、就餐等。校园一卡通以校园网络作为基础, 是实现校园信息化的牵头环节。通过采用校园一卡通的解决方案, 可以全面实现校园的高度信息化、自动化管理。现在, 直接与校园一卡通相关的应用有:用户注册系统、图书馆管理系统、食堂管理系统、机房自动化管理系统、宿舍/办公室门禁系统、电子钱包和校园电话系统等。